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复合材料酚醛树脂(PFR)

 

PFR是最早工业化的合成树脂,与UP相比,其反应活性低、固化时会释放出水分、成型需要高温和高压,长期以来一般只能先浸渍增强材料做预浸料,然后用模压工艺或缠绕工艺生产制品,因此限制了其在FRP领域的应用。PFR具有优秀的耐热性能、阻燃性能、燃烧时低发烟和低毒性能、耐腐蚀性能(非氧化性酸、部分溶剂),因此广泛使用在炊具等耐热制品、电气绝缘制品、木材加工工业、铸造、化工防腐、泡沫保温、建筑装饰、汽车及高阻燃要求的轨道交通、飞机内装饰等行业。近年国内PFR的年产量在20万吨左右,但用于FRP行业的量很少。近年来,随着轨道交通等行业对阻燃性能要求的日益提高,国外已经成功开发新型的PFR,并配合开发了各种有效的PFR固化剂,以便能满足手糊、RTM、真空吸入、拉挤、喷射、SMC BMC等工艺的要求,在中温或低温下固化成型,已经广泛使用在公共场所装饰、轨道交通、飞机内饰等领域。目前,国内的FRP用PFR的市场规模不大、开发进展不快有多方面的原因。首先是新型的PFR的固化成型较UP慢,常需要60~ 120℃固化或后固化,产品制造周期长,PFR使用厂家必须设有专业的烘房或其它的加热条件;其次是国内对阻燃的档次要求低,如国内的轨道交通产品目前都使用UP或阻燃的UP,而美欧各国对地铁、列车的大部分FRP构件都指定使用酚醛FRP,波音飞机的内饰材料均采用酚醛的FRP。拉挤酚醛格栅目前较多是用于海上石油钻井平台、轮船的楼梯和化工防腐场所的操作平台。其中前两个对阻燃的要求极高,必须通过美国海岸警卫队指定的测试才能获得证书,目前只有二级和三级证书的产品,且只有很少的几个公司获得,一级至今无产品通过。非证书要求的订单相对较多。由于PFR脆性大、韧性差、粘结力小等缺点,所以对此改性研究较多,如:聚乙烯醇缩醛改性、橡胶改性、聚酰胺改性、EP改性。由于军工产品的特殊需要,对PFR的改性主要围绕耐热、耐烧蚀性能的提高上。通常的改性产品有:硼酚醛、钼酚醛、有机硅改性酚醛、炔基或烯丙基改性酚醛、BM改性酚醛。为提高耐水性、耐碱性,可以进行二甲苯改性酚醛。为消除固化时产生水分,需要用加成聚合固化,如酚醛氰酸酯树脂、苯并嗪树脂。
PFR是最早工业化的合成树脂,与UP相比,其反应活性低、固化时会释放出水分、成型需要高温和高压,长期以来一般只能先浸渍增强材料做预浸料,然后用模压工艺或缠绕工艺生产制品,因此限制了其在FRP领域的应用。PFR具有优秀的耐热性能、阻燃性能、燃烧时低发烟和低毒性能、耐腐蚀性能(非氧化性酸、部分溶剂),因此广泛使用在炊具等耐热制品、电气绝缘制品、木材加工工业、铸造、化工防腐、泡沫保温、建筑装饰、汽车及高阻燃要求的轨道交通、飞机内装饰等行业。近年国内PFR的年产量在20万吨左右,但用于FRP行业的量很少。近年来,随着轨道交通等行业对阻燃性能要求的日益提高,国外已经成功开发新型的PFR,并配合开发了各种有效的PFR固化剂,以便能满足手糊、RTM、真空吸入、拉挤、喷射、SMC BMC等工艺的要求,在中温或低温下固化成型,已经广泛使用在公共场所装饰、轨道交通、飞机内饰等领域。目前,国内的FRP用PFR的市场规模不大、开发进展不快有多方面的原因。首先是新型的PFR的固化成型较UP慢,常需要60~ 120℃固化或后固化,产品制造周期长,PFR使用厂家必须设有专业的烘房或其它的加热条件;其次是国内对阻燃的档次要求低,如国内的轨道交通产品目前都使用UP或阻燃的UP,而美欧各国对地铁、列车的大部分FRP构件都指定使用酚醛FRP,波音飞机的内饰材料均采用酚醛的FRP。拉挤酚醛格栅目前较多是用于海上石油钻井平台、轮船的楼梯和化工防腐场所的操作平台。其中前两个对阻燃的要求极高,必须通过美国海岸警卫队指定的测试才能获得证书,目前只有二级和三级证书的产品,且只有很少的几个公司获得,一级至今无产品通过。非证书要求的订单相对较多。由于PFR脆性大、韧性差、粘结力小等缺点,所以对此改性研究较多,如:聚乙烯醇缩醛改性、橡胶改性、聚酰胺改性、EP改性。由于军工产品的特殊需要,对PFR的改性主要围绕耐热、耐烧蚀性能的提高上。通常的改性产品有:硼酚醛、钼酚醛、有机硅改性酚醛、炔基或烯丙基改性酚醛、BM改性酚醛。为提高耐水性、耐碱性,可以进行二甲苯改性酚醛。为消除固化时产生水分,需要用加成聚合固化,如酚醛氰酸酯树脂、苯并嗪树脂。
 

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